Использование лабораторных мышей как живой системы для изучения механизмов человеческих заболеваний и проверки методов лечения.Мышиная модель — это лабораторная мышь, которую используют, часто после целенаправленного генетического или процедурного изменения, в качестве замены человека при изучении заболевания. Поскольку мыши — млекопитающие, у них с нами общий базовый план строения органов, иммунной защиты, гормональной системы и обмена веществ, и примерно 85 процентов белок-кодирующих генов мыши имеют узнаваемый человеческий аналог. Это совпадение означает, что вопрос, который этически или практически невозможно задать человеку — что произойдёт, если этот ген отключить, как подействует это лекарство на живую опухоль, — можно задать мыши, и ответ часто переносится на человека.
Ценность модели заключается не столько в самой мыши, сколько в контролируемом сравнении, которое она позволяет провести. Исследователи могут взять группу генетически идентичных животных, дать половине из них лечение, а половине — плацебо, и знать, что любое различие в исходе вызвано лечением, а не случайностями индивидуальной истории. Они также могут наблюдать заболевание с первого дня, что почти невозможно у пациентов, которые появляются в клинике только тогда, когда симптомы уже выражены.
Мышиные модели — не миниатюрные люди, и различия имеют значение: мыши живут два-три года, у них другие детали иммунной сигнализации, а их опухоли и мозг построены в другом масштабе. Поэтому результат на мышах — это сильная подсказка, а не доказательство, и история медицины содержит как впечатляющие успехи, так и лекарства, которые прекрасно работали на мышах и потерпели неудачу у людей.
Мышей содержат и разводят в лабораториях с начала двадцатого века; первая инбредная линия, DBA, была создана Литтлом в 1909 году, а разработка целенаправленного изменения генов в эмбриональных стволовых клетках мыши в 1980-х годах превратила мышь в стандартный инструмент для изучения функции генов у млекопитающих.
Существуют три основных способа, с помощью которых мышь становится моделью. Первый — инбридинг: десятилетия скрещивания братьев и сестёр дали линии, такие как C57BL/6, в которых каждое животное по сути является клоном, поэтому эксперименты воспроизводимы. Второй — генная инженерия, при которой выбранный ген удаляют, мутируют или вставляют в эмбрион, получая животных, несущих мутацию человеческого заболевания или лишённых гена, функцию которого исследуют. Третий — прямое вмешательство: пересадка человеческих опухолевых клеток, введение химического вещества или хирургическое повреждение ткани — чтобы воспроизвести состояние у в остальном нормального животного.
Когда модель создана, эксперимент строится вокруг измеримых конечных точек: время выживания, размер опухоли, биохимия крови, поведение в лабиринте или микроскопический вид ткани. Поскольку животные так похожи друг на друга, даже скромные эффекты выделяются на фоне шума, а поскольку поколения коротки, исследование, которое заняло бы десятилетия на людях, можно завершить за месяцы.
Мышиные модели используются на протяжении всей разработки лекарств для проверки безопасности и эффективности препаратов до испытаний на людях, а также в фундаментальных исследованиях для выяснения того, какие гены и пути движут раком, метаболическими заболеваниями, нейродегенерацией и инфекциями.
Геном лабораторной мыши был секвенирован в 2002 году, и он показал, что у мышей и людей почти точно одинаковый набор из примерно 20 000 белок-кодирующих генов, различающихся главным образом тем, как эти гены регулируются, а не тем, какие из них существуют.